JP4865405B2 - 計時機器およびタイム特定方法 - Google Patents

Description

この発明は、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することのできる計時機器およびタイム特定方法に関する。

近年、マラソン競技において、競技者個々のゴールタイムを計測（計時）する試みがなされている。例えば、競技者のゼッケン等にバーコードを印刷しておき、ゴールした競技者のバーコードをリーダにて読み取った時刻に基づいて、競技者個々のゴールタイムを計測する計測システムも実用化されている。
最近では、各計時ポイントにおける通過タイムも含めた競技タイムを計測可能とするために、非接触にて競技者個々の競技タイムを計測する試みがなされている。例えば、競技者にタグ送信機を保持させ、このタグ送信機により競技タイムを計測する計測システムが開発され、実用化に向けた運用試験等が試みられている。

具体的に、ランニングタイムを自ら計時する無線タグを競技者に保持させ、そして、計時地点に８の字形状のループコイルを配置して電磁場を発生させるようにした競技用計測システムでは、競技者がループコイル上を走行すると、無線タグが電磁場（より詳細には、電磁場の変極点）を検出し、その時点のランニングタイムを計測タイム（競技タイム）として特定する。そして、無線タグがこの計測タイム等を受信装置に送信することにより、各競技者のタイム集計を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−４７２６３号公報（第１１−２５頁、第１図）

上述したような特許文献１では、具体的に、図１０（ａ）に示すようなループコイルを用いており、このループコイル上に電磁場を発生させることになる。その際、電磁場は、図１０（ｂ）に示すように、計測に用いられるメインローブＭＬだけでなく、副次的なサイドローブＳＬも発生することになる。
そして、大人を対象とした競技（大人だけが参加する競技）では、図１１（ａ）に示すように、競技者Ｒａ（大人）の胸の高さ程度で（競技者の胸ゼッケンに無線タグが取り付けられているため）、サイドローブＳＬを検出することなくメインローブＭＬだけを検出可能となるように、ループコイルに流す電流等を制御して発生させる電磁場を調整している。
同様に、子供を対象とした競技でも、図１１（ｂ）に示すように、競技者Ｒｂ（子供）の胸の高さ程度で、メインローブＭＬだけを検出可能となるように、発生させる電磁場を調整している。

しかしながら、大人と子供が一緒に走るファミリータイプの競技では、以下のように、不都合の発生が予想される。
例えば、子供を対象として調整された電磁場では、図１１（ｃ）に示すように、競技者Ｒａの無線タグがメインローブＭＬを検出できないことになる。つまり、大人にとっては、電磁場の高さが低すぎるため、競技者Ｒａのタイム計測が行えないことになる。
一方、大人を対象として調整された電磁場では、図１１（ｄ）に示すように、競技者Ｒｂの無線タグがメインローブＭＬだけでなく、サイドローブＳＬも検出してしまうことになる。つまり、子供にとっては、電磁場の高さが高すぎるため、メインローブＭＬより先に、サイドローブＳＬを検出してしまい、競技者Ｒｂのタイム計測が正確に行えないことになる。

すなわち、従来の技術では、大人と子供といった背丈が大きく異なる競技者が混在する競技に適用しようとする場合に、タイム計測を適切に行えない事態が発生してしまう懸念があった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することのできる計時機器およびタイム特定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る計時機器は、
競技者に保持される計時機器であって、
競技における基準時刻を計時する計時手段と、
走路上に配置された所定形状のアンテナにより生成される少なくとも２つのメインローブを含む電磁場を検出する電磁場検出手段と、
前記電磁場検出手段の検出結果に基づいて前記電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率を算定する時間比率算定手段と、
前記時間比率算定手段が算定した前記時間比率に基づいて、前記メインローブ間における前記非検出期間を判別する判別手段と、
前記判別手段が判別した前記非検出期間中に、前記計時手段により計時された時刻を競技タイムとして特定するタイム特定手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、計時手段は、競技における基準時刻（例えば、ランニングタイム等）を計時する。また、電磁場検出手段は、走路上に配置された所定形状のアンテナ（例えば、略矩形に２つ形成されたアンテナや、略８の字形状に形成されたアンテナ等）により生成される少なくとも２つのメインローブを含む電磁場を検出する。時間比率算定手段は、電磁場検出手段の検出結果に基づいて、電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率（非検出期間：検出期間）を算定する。判別手段は、時間比率算定手段が算定した時間比率に基づいて、メインローブ間における非検出期間を判別する。そして、タイム特定手段は、判別手段が判別した非検出期間中（例えば、非検出期間の中間）に、計時手段により計時された時刻を競技タイムとして特定する。
つまり、子供の競技者等に保持された計時機器が、メインローブとなる電磁場の他に、サイドローブとなる電磁場を検出した場合でも、非検出期間と検出期間との時間比率により、メインローブ間における非検出期間を判別可能であるため、適切な競技タイムが特定される。
この結果、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することができる。

前記時間比率算定手段は、前記電磁場検出手段が前記各メインローブに加えて、少なくとも１つのサイドローブを含む電磁場を検出した際に、前記時間比率を複数算定し、
前記判別手段は、算定された前記各時間比率のうち、規定される比率以下となる時間比率の非検出期間を、前記メインローブ間における前記非検出期間と判別してもよい。

前記タイム特定手段は、前記判別手段が判別した前記非検出期間の中間にて、前記計時手段により計時された時刻を競技タイムとして特定してもよい。

上記の計時機器は、前記タイム特定手段が特定した前記競技タイム及び対応する前記時間比率を含む情報を、所定の処理装置に向けて送信する情報送信手段を更に備えてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るタイム特定方法は、
競技者に保持される計時機器におけるタイム特定方法であって、
競技における基準時刻を計時する計時ステップと、
走路上に配置された所定形状のアンテナにより生成される少なくとも２つのメインローブを含む電磁場を検出する電磁場検出ステップと、
前記電磁場検出ステップの検出結果に基づいて、前記電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率を算定する時間比率算定ステップと、
前記時間比率算定ステップにて算定された前記時間比率に基づいて、前記メインローブ間における前記非検出期間を判別する判別ステップと、
前記判別ステップにて判別された前記非検出期間中に、前記計時ステップにて計時された時刻を競技タイムとして特定するタイム特定ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、計時ステップは、競技における基準時刻（例えば、ランニングタイム等）を計時する。また、電磁場検出ステップは、走路上に配置された所定形状のアンテナ（例えば、略矩形に２つ形成されたアンテナや、略８の字形状に形成されたアンテナ等）により生成される少なくとも２つのメインローブを含む電磁場を検出する。時間比率算定ステップは、電磁場検出ステップの検出結果に基づいて、電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率（非検出期間：検出期間）を算定する。判別ステップは、時間比率算定ステップにて算定された時間比率に基づいて、メインローブ間における非検出期間を判別する。そして、タイム特定ステップは、判別ステップにて判別された非検出期間中（例えば、非検出期間の中間）に、計時ステップにて計時された時刻を競技タイムとして特定する。
つまり、子供の競技者等に保持された計時機器が、メインローブとなる電磁場の他に、サイドローブとなる電磁場を検出した場合でも、非検出期間と検出期間との時間比率により、メインローブ間における非検出期間を判別可能であるため、適切な競技タイムが特定される。
この結果、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することができる。

本発明によれば、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することができる。

本発明の実施の形態にかかる競技用計時システムについて、以下、図面を参照して説明する。なお、一例として、競技用計時システムが大人と子供が一緒に走るファミリータイプのマラソン競技に適用された場合について説明する。

（実施形態１）
図１は、この発明の実施の形態に適用される競技用計時システムの構成の一例を示す模式図である。
図示するように、この競技用計時システムは、競技が行われる走路及びその周辺に配置される磁場発生装置１０、ループアンテナ２０、受信機３０、処理装置４０、及び、競技者Ｒａ（大人）及び競技者Ｒｂ（子供）にそれぞれ保持される無線タグ５０とを含んで構成される。

磁場発生装置１０は、競技走路の沿道等に配置され、ループアンテナ２０に信号を供給してループアンテナ２０上に電磁場を発生させる。具体的に磁場発生装置１０は、所定周波数のＬＦ（Low Frequency）信号を生成し、適宜増幅してループアンテナ２０に供給する。

ループアンテナ２０は、所定形状に形成されたアンテナ（コイル）であり、各競技者Ｒ（Ｒａ，Ｒｂ）が走行する走路（具体的には、計時ラインＬにより規定される計時ポイント）に適宜配置される。
ループアンテナ２０は、一例として、図２（ａ）に示すように、幅ｗの略矩形に２つ形成され、走行方向（Ａ方向）と直交する直線ａ，ｂ及び、直線ｂ，ｃに沿って、走路を横切るようにそれぞれ配置される。なお、この直線ｂが、計時を行うための計時ラインＬと重なるように、配置される。

このループアンテナ２０は、給電点ｓ１，ｓ２を有するように形成され、各給電点から矢印方向に電流が流れるようになっている。そして、磁場発生装置１０からＬＦ信号が供給されると、ループアンテナ２０上に電磁場を生成する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、ループアンテナ２０上にメインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃと、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄとをそれぞれ生成する。

なお、ループアンテナ２０は、図２（ｃ）に示すような略「８の字」形状に形成されていてもよい。こちらのループアンテナ２０は、８の字順方向巻きとなっており、８の字の中心（中点）、すなわち交差部に給電点ｓ３を有するように形成され、この給電点ｓ３を通って直線ｂを中心線として、直線ａ，ｃに沿って、８の字の上下部が形成されている。こちらの場合も、直線ｂが、計時を行うための計時ラインＬと重なるように、配置される。

このような略８の字形状に形成されたループアンテナ２０であっても、磁場発生装置１０からＬＦ信号が供給されると、上述した図２（ｂ）と同様に、ループアンテナ２０上にメインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃと、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄとをそれぞれ生成する。
すなわち、図２（ａ）に示すループアンテナ２０と、図２（ｃ）に示すループアンテナ２０とは、同等であると言える。以降、図２（ａ）に示すループアンテナ２０について説明するが、図２（ｃ）に示すループアンテナ２０についても同様に適用可能である。

ところで、ループアンテナ２０上に生成される図２（ｂ）に示すような電磁場は、大人の競技者Ｒａを対象として調整されている。すなわち、無線タグ５０が胸ゼッケンに取り付けられる場合に、競技者Ｒａの胸の高さ程度で、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄを検出することなく、メインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃだけを検出可能となるように、磁場発生装置１０から供給するＬＦ信号の電流等が制御され、ループアンテナ２０上の電磁場が調整される。

そのため、図３（ａ）に示すように、競技者Ｒａの胸の高さで、電磁場の検出方向（検出コイル面Ｄに対して直角な方向）が競技走路と垂直（つまり、検出コイル面Ｄが走路に対して平行方向）に配置された電磁場検出コイルＣ（後述する無線タグ５０のＬＦアンテナ５１）が、矢印Ｂａ方向に移動すると、図３（ｂ）に示すような電磁界強度分布が得られる。
つまり、無線タグ５０の電磁場検出コイルＣ（ＬＦアンテナ５１）は、メインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃ（競技走路に対して垂直方向の磁束）だけをコイル面Ｄにて捉えることになるため、図３（ｂ）に示すような電磁界強度分布を検出する。

一方、図３（ｃ）に示すように、子供の競技者Ｒｂの胸の高さで、無線タグ５０（ＬＦアンテナ５１）が、矢印Ｂｂ方向に移動すると、図３（ｄ）に示すような電磁界強度分布が得られる。
つまり、無線タグ５０は、メインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃだけでなく、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄも捉えることになるため、図３（ｄ）に示すような電磁界強度分布を検出する。

図１に戻って、受信機３０は、上述したループアンテナ２０の近傍に配置され、ループアンテナ２０上を通過した無線タグ５０から送られる競技タイム、時間比率、及び、タグＩＤを受信する。ここで時間比率とは、詳細は後述するが、無線タグ５０が電磁場を検出している期間（検出期間）と、電磁場を検出していない期間（検出期間後の非検出期間）との比率を表している。また、タグＩＤとは、無線タグ５０固有の識別情報である。
そして、受信機３０は、受信した競技タイム等を処理装置４０に供給する。

処理装置４０は、パーソナルコンピュータ等からなり、各無線タグ５０にてそれぞれ計時された競技タイムを集計する。
つまり、処理装置４０は、ループアンテナ２０上を通過した各無線タグ５０から送信される競技タイム、時間比率、及び、タグＩＤを受信機３０を介して受信すると、時間比率等に基づいて競技タイムの妥当性を検証し、所定の記憶部に記憶する。

一方、競技者Ｒ（Ｒａ，Ｒｂ）にそれぞれ保持される無線タグ５０は、例えば、胸ゼッケンに取り付けられ、競技者Ｒと共に走路上を移動する。無線タグ５０は、ループアンテナ２０上に生成される電磁場（メインローブ）の増減等に基づいて、計時ポイントにおける競技タイムを特定する。

一例として、無線タグ５０は、ＬＦアンテナ５１と、増幅回路５２と、電磁場検出手段としての検出回路５３と、時間比率算定手段、判別手段及び、タイム特定手段としての制御部５４と、計時手段としての計時部５５と、記憶部５６と、情報送信手段としての通信回路５７と、を含んで構成される。

ＬＦアンテナ５１は、電磁場の検出方向が競技走路と垂直（つまり、検出面が走路に対して平行方向）となるように設定されており、上述したループアンテナ２０にて発生される電磁場を検出する。つまり、磁場発生装置１０によりループアンテナ２０上に生成された電磁場を、競技者Ｒ（Ｒａ，Ｒｂ）の胸の高さ程度で検出する。
そして、ＬＦアンテナ５１は、検出した電磁場の電磁界強度を示す検出信号を増幅回路５２に供給する。

増幅回路５２は、ＬＦアンテナ５１から供給される検出信号を適宜増幅して、検出回路５３に供給する。
また、検出回路５３は、増幅回路５２から供給される検出信号（電磁界強度）に基づいて、電磁場の検出の有無を示す信号を生成し、制御部５４に供給する。
すなわち、検出回路５３は、増幅回路５２から供給される電磁場の電磁界強度から２値（Ｈｉｇｈレベル/Ｌｏｗレベル）の信号を生成する。なお、検出回路５３は、大人の競技者Ｒａと子供の競技者Ｒｂとで、異なる波形の信号を生成する。

具体的には、競技者Ｒａの場合に、図４（ａ）に示すような電磁場２０ａ〜２０ｄに対して、矢印Ｂａに沿って無線タグ５０が移動することになる。つまり、ＬＦアンテナ５１がメインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃだけを検出することになるため、検出回路５３は、図４（ｂ）に示すような波形の信号を生成する。
この信号は、まず、電磁場２０ｂを検出している期間（検出期間Ｈ１）にHighとなり、次に、電磁場を検出していない期間（無線タグ５０が被検出領域である電磁場２０ｂ，２０ｃの狭間にある期間（以後、無線タグ５０がこのような狭間にある期間を単に電磁場２０ｂ、２０ｃの狭間の期間という）、換言すれば、メインローブ間における非検出期間Ｌ１）にLowとなり、そして、電磁場２０ｃの検出期間Ｈ２にHighとなる。
なお、この場合の計時ポイントは、非検出期間Ｌ１の中間（Ｌ１／２）である。

一方、競技者Ｒｂの場合に、図４（ｃ）に示すような電磁場２０ａ〜２０ｄに対して、矢印Ｂｂに沿って無線タグ５０が移動することになる。つまり、ＬＦアンテナ５１がメインローブとなる電磁場２０ｂ，２０ｃだけでなく、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄも検出することになるため、検出回路５３は、図４（ｄ）に示すような波形の信号を生成する。
この信号は、まず、電磁場２０ａの検出期間Ｈ１にHighとなり、電磁場の非検出期間Ｌ１（電磁場２０ａ，２０ｂの狭間の期間）にLowとなり、電磁場２０ｂの検出期間Ｈ２にHighとなり、メインローブ間における非検出期間Ｌ２（電磁場２０ｂ，２０ｃの狭間の期間）にLowとなり、電磁場２０ｃの検出期間Ｈ３にHighとなり、電磁場の非検出期間Ｌ３（電磁場２０ｃ，２０ｄの狭間の期間）にLowとなり、そして、電磁場２０ｄの検出期間Ｈ４にHighとなる。
なお、この場合の計時ポイントは、メインローブ間における非検出期間Ｌ２の中間（Ｌ２／２）である。

ところで、これら図４（ｂ），（ｄ）の波形は、標準的な背丈の競技者Ｒａ，Ｒｂの場合に得られる波形であり、実際の競技者Ｒにおける背丈のばらつき等により、異なる波形となる場合がある。
例えば、小柄な大人の競技者Ｒａの場合では、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄの両方を検出する、または何れか一方だけを検出することも起こり得る。また、大柄な子供の競技者Ｒｂの場合では、電磁場２０ａ，２０ｄの両方を検出しないか、又は、何れか一方だけを検出することも起こり得る。
つまり、図４（ｂ），（ｄ）の波形以外にも、図４（ｅ），（ｆ）に示すように、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄの一方を検出した波形が生成される場合がある。
このため、後述するように、メインローブ間における非検出期間（電磁場２０ｂ，２０ｃの狭間の期間）を適切に判別して、計時ポイントを特定する必要がある。

図１に戻って、制御部５４は、無線タグ５０全体を制御する。
制御部５４は、検出回路５３から供給される信号の波形に基づいて、メインローブ間における非検出期間（電磁場２０ｂ，２０ｃの狭間の期間）を判別して、計時ポイントを特定する。なお、制御部５４は、電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率に基づいて、メインローブ間における非検出期間を判別する。なお、本実施例では、メインローブとなる電磁場２０ｂ、２０ｃの地上からの最大高さは２００ｃｍ、サイドローブとなる電磁場２０ａ、２０ｄの地上からの最大高さは７０ｃｍに調整されている。

具体的に図５（ａ）に示すように、ループアンテナ２０の幅が７５ｃｍであり、大人の競技者Ｒａ（例えば身長１７５ｃｍ）の胸の高さ程度（例えば地上から１２５ｃｍ；矢印Ｂａ）において、電磁場２０ｂ，２０ｃの狭間（つまり、メインローブ間における非検出幅Ｎｗ）が５ｃｍと調整されている場合を一例として説明する。この場合、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗは、「７５ｃｍ−（５ｃｍ／２）×２」で求められ、７０ｃｍとなる。つまり、非検出幅Ｎｗと検出幅Ｋｗとの比率は、５：７０＝１：１４（非検出幅Ｎｗ／検出幅Ｋｗ＝約0.0714）となっている。
このような電磁場では、図５（ｂ）に示すように競技者Ｒｂ（例えば身長１１０ｃｍ）の胸の高さ程度（例えば地上から６０ｃｍ；矢印Ｂｂ）における非検出幅Ｎｗは、５ｃｍよりも狭まり３ｃｍとなり、同時に、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗは、７０ｃｍよりも広がり７２ｃｍとなる。つまり、非検出幅Ｎｗと検出幅Ｋｗとの比率は、３：７２＝１：２４（非検出幅Ｎｗ／検出幅Ｋｗ＝約0.0417）となり、１：１４よりも小さくなる（検出幅Ｋｗに対する非検出幅Ｎｗの比が小さくなる）。
更に、このような電磁場では、図５（ｃ）に示すように大柄な競技者Ｒａ（例えば身長１９５ｃｍ）の胸の高さ程度（例えば１４５ｃｍ；矢印Ｂｃ）における非検出幅Ｎｗは、５ｃｍよりも広がり１０ｃｍとなり、同時に、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗは、７０ｃｍよりも狭まり６０ｃｍとなる。つまり、非検出幅Ｎｗと検出幅Ｋｗとの比率は、１０：６５＝２：１３（非検出幅Ｎｗ／検出幅Ｋｗ＝約0.1538）となり、１：１４よりも大きくなる（検出幅Ｋｗに対する非検出幅Ｎｗの比が大きくなる）。
すなわち、メインローブ間における非検出幅Ｎｗと、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗとの比率が最大で、２：１３であることが予想される。

なお、競技者Ｒｂの胸の高さ程度（矢印Ｂｂ）では、図５（ｄ）に示すように、サイドローブとなる電磁場２０ａ等も検出してしまう。それでも、電磁場２０ａの検出幅Ｋｗと電磁場２０ａ，２０ｂの狭間（つまり、サイドローブとメインローブとの間における非検出幅Ｎｗ）との関係は、ほぼ等しいか、或いは、非検出幅Ｎｗの方が広くなる。つまり、図５（ｄ）の場合では、非検出幅Ｎｗと検出幅Ｋｗとの比率は、１：１から２：１と計測され、上述したメインローブ間における非検出幅Ｎｗと、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗとの最大比率の２：１３よりも極端に大きくなっている。

そして、競技者Ｒの速度がそれぞれ異なっていたとしても、ほぼ一定の速度でループアンテナ２０上を通過したならば、この比率は、そのまま、検出回路５３から供給される信号における電磁場の非検出期間と電磁場の検出期間との時間比率と等しくなる。
そのため、制御部５４は、上述した図４（ｂ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示すような信号における非検出期間と検出期間との時間比率（Ｌ１：Ｈ１、Ｌ２：Ｈ２、又はＬ３：Ｈ３）が、２：１３以下である場合、すなわち（非検出期間）／（検出期間）が２／１３以下である場合に、その非検出期間がメインローブ間における非検出期間と判別することができる。

より具体的に説明すると、制御部５４は、検出回路５３から供給される信号の立ち上がり（LowからHigh）タイミング及び、立ち下がり（HighからLow）タイミングにて、計時部５５により計時される時刻を、それぞれ取得する。
例えば、図６（ａ）に示すような信号が検出回路５３から供給された場合（メインローブだけが検出された場合）、制御部５４は、Ｔ１〜Ｔ４の各タイミングで、計時部５５により計時される時刻を、それぞれ取得する。なお、Ｔ４の時刻を取得後、信号の立ち上がりがないまま所定時間αが経過すると、タイムアウトとなり、制御部５４は、非検出期間Ｌ１と検出期間Ｈ１との時間比率を算定する。つまり、タイムアウト直前のＴ４を除いたＴ１〜Ｔ３の時刻から、非検出期間Ｌ１（Ｔ３−Ｔ２）及び検出期間Ｈ１（Ｔ２−Ｔ１）を求め、Ｌ１：Ｈ１の時間比率を算定する。

また、図６（ｂ）に示すような信号が検出回路５３から供給された場合（両方のサイドローブも検出された場合）、制御部５４は、Ｔ１〜Ｔ８の各タイミングで、計時部５５により計時される時刻を、それぞれ取得する。なお、Ｔ８の時刻を取得後、信号の立ち上がりがないまま所定時間αが経過すると、タイムアウトとなり、制御部５４は、非検出期間と検出期間との時間比率をそれぞれ算定する。つまり、タイムアウト直前のＴ８を除いたＴ１〜Ｔ７の時刻から、非検出期間Ｌ１（Ｔ３−Ｔ２）、検出期間Ｈ１（Ｔ２−Ｔ１）、非検出期間Ｌ２（Ｔ５−Ｔ４）、検出期間Ｈ２（Ｔ４−Ｔ３）、非検出期間Ｌ３（Ｔ７−Ｔ６）、及び、検出期間Ｈ３（Ｔ６−Ｔ５）を求め、Ｌ１：Ｈ１、Ｌ２：Ｈ２、及び、Ｌ３：Ｈ３の時間比率を算定する。

同様に、図６（ｃ），（ｄ）に示すような信号が検出回路５３から供給された場合（一方のサイドローブも検出された場合）、制御部５４は、Ｔ１〜Ｔ６の各タイミングで、計時部５５により計時される時刻を、それぞれ取得する。なお、Ｔ６の時刻を取得後、信号の立ち上がりがないまま所定時間αが経過すると、タイムアウトとなり、制御部５４は、非検出期間と検出期間との時間比率をそれぞれ算定する。つまり、タイムアウト直前のＴ６を除いたＴ１〜Ｔ５の時刻から、非検出期間Ｌ１（Ｔ３−Ｔ２）、検出期間Ｈ１（Ｔ２−Ｔ１）、非検出期間Ｌ２（Ｔ５−Ｔ４）、及び、検出期間Ｈ２（Ｔ４−Ｔ３）を求め、Ｌ１：Ｈ１、及び、Ｌ２：Ｈ２の時間比率を算定する。

このようにして算定した時間比率（非検出期間）／（検出期間）が、２／１３以下であれば、制御部５４は、その非検出期間がメインローブ間における非検出期間と判別する。つまり、図６（ａ），（ｄ）の場合では、Ｌ１／Ｈ１が２／１３以下となり、また、図６（ｂ）、（ｃ）の場合では、Ｌ２／Ｈ２が２／１３以下となり、その非検出期間がメインローブ間における非検出期間と判別される。

そして、制御部５４は、判別したメインローブ間における非検出期間の中間が、計時ポイントとなり、その計時ポイントにおける競技タイムを算定する。つまり、図６（ａ），（ｄ）の場合では、Ｔ２の時刻に非検出期間Ｌ１の半分の値であるＬ１／２を加算して競技タイムを算定し、また、図６（ｂ），（ｃ）の場合では、Ｔ４の時刻に非検出期間Ｌ２の半分の値であるＬ２／２を加算して競技タイムを算定する。
制御部５４は、このようにして算定した競技タイムと時間比率とを組にして、記憶部５６に記憶する。

計時部５５は、制御部５４により適宜補正（設定）され、競技において基準となる基準時刻を計時する。
なお、計時部５５は、高安定水晶発振器を備えており、基準時刻の計時を安定して維持することが可能となっている。

記憶部５６は、例えば、不揮発性メモリからなり、制御部５４により特定された競技タイム及び時間比率等を記憶する。
この記憶部５６には、例えば、競技の計時ポイント分の記憶エリアがそれぞれ設けられており、各計時ポイントにて特定した競技タイム等をそれぞれの別の記憶エリアに格納可能となっている。
なお、記憶部５６は、例えば、別エリアに、無線タグ５０毎（競技者Ｒ毎）に異なる固有の識別情報（タグＩＤ）等を予め記憶している。

通信回路５７は、制御部５４が競技タイムを特定すると、競技タイム及び時間比率を自己のタグＩＤと共に、上述した受信機３０に向けて送信する。
なお、通信回路５７は、受信機３０によるポーリング受信に対応可能としてもよい。例えば、受信機３０からポーリングによる送信要求を受信すると、通信回路５７は、競技タイム等を受信機３０に返信する。

以下、上述した構成の計時システムの動作について、図７を参照して説明する。図７は、無線タグ５０の制御部５４が実行する計時処理を説明するためのフローチャートである。この計時処理は、競技者Ｒ（Ｒａ，Ｒｂ）が計時ポイントに到達する前に開始される。

まず、制御部５４は、検出回路５３から供給される信号の立ち上がりを検出するまで待機する（ステップＳ１１）。つまり、競技者Ｒと共に無線タグ５０がループアンテナ２０上に到達し、ＬＦアンテナ５１が電磁場を検出するまで、後続処理の実行を待機する。

検出回路５３から供給される信号の立ち上がりを検出すると、制御部５４は、計時部５５にて計時される時刻を取得する（ステップＳ１２）。つまり、上述した図６（ａ）〜（ｄ）に示すような検出回路５３から供給される信号の立ち上がりのタイミングにて、計時部５５により計時される時刻を取得する。

制御部５４は、検出回路５３から供給される信号の立ち下がりを検出するまで待機する（ステップＳ１３）。つまり、ＬＦアンテナ５１が電磁場を検出しなくなるまで、後続処理の実行を待機する。

検出回路５３から供給される信号の立ち下がりを検出すると、制御部５４は、計時部５５にて計時される時刻を取得する（ステップＳ１４）。つまり、上述した図６（ａ）〜（ｄ）に示すような検出回路５３から供給される信号の立ち下がりのタイミングにて、計時部５５により計時される時刻を取得する。

制御部５４は、タイムアウトを判別するために、所定時間αの計時を開始する（ステップＳ１５）。
そして、所定時間αが経過してタイムアウトになったか否かを判別する（ステップＳ１６）。

制御部５４は、タイムアウトになっていないと判別すると、検出回路５３から供給される信号の立ち上がりを検出したか否かを判別する（ステップＳ１７）。
制御部５４は、信号の立ち上がりを検出していないと判別すると、上述のステップＳ１６に処理を戻す。

一方、信号の立ち上がりを検出したと判別した場合に、制御部５４は、上述のステップＳ１２に処理を戻す。つまり、信号の立ち上がりのタイミング及び、その後の信号の立ち下がりのタイミングにて、計時部５５により計時される時刻を取得する。

そして、上述のステップＳ１６にて、タイムアウトが判別されると、制御部５４は、非検出期間及び、検出期間を求め、時間比率を算定する（ステップＳ１８）。つまり、上述した図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、Ｌ１：Ｈ１や、Ｌ２：Ｈ２や、Ｌ３：Ｈ３の時間比率を算定する。

制御部５４は、検出期間に対する非検出期間の時間比率から、メインローブ間における非検出期間を判別する（ステップＳ１９）。時間比率（非検出期間／検出期間）が２／１３以下であれば、その非検出期間がメインローブ間における非検出期間と判別する。

制御部５４は、計時ポイントにおける競技タイムを算定する（ステップＳ２０）。つまり、制御部５４にて判別したメインローブ間における非検出期間の中間が計時ポイントとなるため、その計時ポイントにおける競技タイムを算定する。
例えば、上述した図６（ａ），（ｄ）の場合では、Ｔ２の時刻に非検出期間Ｌ１の半分の値であるＬ１／２を加算して競技タイムを算定し、また、図６（ｂ），（ｃ）の場合では、Ｔ４の時刻に非検出期間Ｌ２の半分の値であるＬ２／２を加算して競技タイムを算定する。

そして、制御部５４は、競技タイム等を、受信機３０に向けて送信する（ステップＳ２１）。つまり、特定した競技タイム及び時間比率をタグＩＤと共に、受信機３０に送信する。
そして、処理装置４０は、受信機３０を介して競技タイム等を受信すると、時間比率等に基づいて競技タイムの妥当性を検証し、所定の記憶部に記憶する。

このような計時処理により、子供の競技者Ｒｂ等の無線タグ５０（ＬＦアンテナ５１）が、サイドローブとなる電磁場２０ａ，２０ｄの両方又は一方を検出した場合でも、非検出期間と検出期間との時間比率により、メインローブ間における非検出期間を判別できるため、適切な競技タイムが特定される。
この結果、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することができる。

（他の実施形態）
上記の実施の形態では、無線タグ５０側で非検出期間と検出期間との時間比率に基づいて、適切な競技タイムを特定する場合について説明したが、処理装置４０側で、時間比率に基づいて適切な競技タイムを特定するようにしてもよい。
例えば、無線タグ５０は、求めた競技タイム及び時間比率の組を全て、受信機３０に向けて送信するようにし、処理装置４０は、時間比率が２／１３以下のものを判別し、適切な競技タイムを特定する。
この結果、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することができる。

上記の実施の形態では、図５（ａ），（ｃ）に示すような前提から、基準となる時間比率を２／１３としたが、ループアンテナ２０の幅等が異なると、基準となる時間比率も変化することになる。
そこでまず、図５（ａ）を一般形に直すと、図８（ａ）のように表される。つまり、ループコイル２０の幅がＷｃｍであり、競技者Ｒａの胸の高さ程度（矢印Ｂａ）における非検出幅ＮｗがＳｃｍと調整されている。そのため、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗは、Ｗ−（Ｓ／２）×２＝Ｗ−Ｓｃｍとなっている。
そして、図５（ｃ）に対応して、大柄な競技者Ｒａの場合は、図８（ｂ）のように表される。つまり、矢印Ｂｃにおける非検出幅Ｎｗは、Ｓｃｍの２倍まで広がり、２×Ｓｃｍとなり、同時に、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗは、Ｗ−（２×Ｓ／２）×２＝Ｗ−２×Ｓｃｍとなっている。
すなわち、メインローブ間における非検出幅Ｎｗと、電磁場２０ｂの検出幅Ｋｗとの比率が最大で「２×Ｓ：Ｗ−２×Ｓ」、換言すれば「２×Ｓ／（Ｗ−２×Ｓ）」となる。そして、この比率がそのまま、非検出期間と検出期間との時間比率となり、この「２×Ｓ：Ｗ−２×Ｓ」以下の時間比率となる非検出期間がメインローブ間における非検出期間と判別することができる。

上記の実施の形態では、図２（ａ），（ｃ）の形状のループアンテナ２０上に生成される図２（ｂ）に示すような２つのメインローブを含む電磁場を一例として説明したが、ループアンテナ２０の形状は、よりシンプルな１つの略矩形状であっても適宜適用可能である。
例えば、図９（ａ）に示すような略矩形状のループアンテナ２０上に、図９（ｂ）に示すような１つのメインローブ（電磁場２０ｂ）を含む電磁場の場合では、子供の競技者Ｒｂが走行すると、図９（ｃ）に示すような信号が検出回路５３から制御部５４に供給されることになる。
この場合では、検出期間に対する非検出期間の時間比率が最も小さいものが、メインローブの検出期間を示していることになる。すなわち、時間比率である非検出期間Ｌ２：検出期間Ｈ２（非検出期間Ｌ２／検出期間Ｈ２）が最も小さいため、検出期間Ｈ２がメインローブとなる電磁場２０ｂの検出期間を示している。なお、非検出期間Ｌ１：検出期間Ｈ２（非検出期間Ｌ１／検出期間Ｈ２）により、検出期間に対する非検出期間の時間比率を求めてもよい。
そして、この場合の計時ポイントは、メインローブの検出期間Ｈ２の中間（Ｈ２／２）である。

上記の実施の形態では、マラソン競技を一例として説明したが、計時対象の競技は、これに限られず任意である。
例えば、駅伝、競歩、身障者車椅子ロードレース、自転車ロードレース、トライアスロン、及び、ランニングやオリエンテーション等の山岳競技等にも適宜適用可能である。

以上説明したように、本発明によれば、背丈が大きく異なる競技者が混在する場合でも、各競技者のタイムを適切に計時することができる。

本発明の実施の形態に係る競技用計時システムの構成の一例を示す模式図である。 （ａ）が走路上に配置されたループアンテナの一例を示す模式図であり、（ｂ）が生成される電磁場の一例を示す模式図であり、（ｃ）がループアンテナの他の例を示す模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、生成される電磁場と検出される電磁界強度とを説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｆ）共に、生成される電磁場と検出回路により生成される信号波形とを説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、ループコイルや電磁場等の具体的な大きさを説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）共に、検出期間及び非検出期間等を求める様子を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係るタイム計時処理を説明するためのフローチャートである。 （ａ），（ｂ）共に、ループコイルや電磁場等の大きさの一般形を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）共に、他の形状のループアンテナについて説明するための模式図である。 （ａ）がループアンテナの一例を示す模式図であり、（ｂ）が生成される電磁場を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）が、競技者に合わせた電磁場の調整を説明するための模式図であり、（ｃ），（ｄ）が、不都合の発生を説明するための模式図である。

符号の説明

１０ 磁場発生装置
２０ ループアンテナ
３０ 受信機
４０ 処理装置
５０ 無線タグ

Claims (5)

1. 競技者に保持される計時機器であって、
   競技における基準時刻を計時する計時手段と、
   走路上に配置された所定形状のアンテナにより生成される少なくとも２つのメインローブを含む電磁場を検出する電磁場検出手段と、
   前記電磁場検出手段の検出結果に基づいて、前記電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率を算定する時間比率算定手段と、
   前記時間比率算定手段が算定した前記時間比率に基づいて、前記メインローブ間における前記非検出期間を判別する判別手段と、
   前記判別手段が判別した前記非検出期間中に、前記計時手段により計時された時刻を競技タイムとして特定するタイム特定手段と、
   を備えることを特徴とする計時機器。
2. 前記時間比率算定手段は、前記電磁場検出手段が前記各メインローブに加えて、少なくとも１つのサイドローブを含む電磁場を検出した際に、前記時間比率を複数算定し、
   前記判別手段は、算定された前記各時間比率のうち、規定される比率以下となる時間比率の非検出期間を、前記メインローブ間における前記非検出期間と判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の計時機器。
3. 前記タイム特定手段は、前記判別手段が判別した前記非検出期間の中間にて、前記計時手段により計時された時刻を競技タイムとして特定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計時機器。
4. 前記タイム特定手段が特定した前記競技タイム及び対応する前記時間比率を含む情報を、所定の処理装置に向けて送信する情報送信手段を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の計時機器。
5. 競技者に保持される計時機器におけるタイム特定方法であって、
   競技における基準時刻を計時する計時ステップと、
   走路上に配置された所定形状のアンテナにより生成される少なくとも２つのメインローブを含む電磁場を検出する電磁場検出ステップと、
   前記電磁場検出ステップの検出結果に基づいて、前記電磁場の検出期間に対する非検出期間の時間比率を算定する時間比率算定ステップと、
   前記時間比率算定ステップにて算定された前記時間比率に基づいて、前記メインローブ間における前記非検出期間を判別する判別ステップと、
   前記判別ステップにて判別された前記非検出期間中に、前記計時ステップにて計時された時刻を競技タイムとして特定するタイム特定ステップと、
   を備えることを特徴とするタイム特定方法。
   

Images